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Sebastian Rist Betreuer: Jürgen Sommer Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze.

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Präsentation zum Thema: "Sebastian Rist Betreuer: Jürgen Sommer Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze."—  Präsentation transkript:

1 Sebastian Rist Betreuer: Jürgen Sommer Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze Proseminar Technische Informatik SS 2007

2 2 Gliederung Zellenbasierte Lokalisierung Trilateration Triangulation Szenenanalyse

3 3 Motivation Warum Positionsbestimmung? Ursprünge der Positionsbestimmung Heutige Anwendungen - z.B. GPS

4 4 Zellenbasierte Lokalisierung Signalreichweite Außerhalb der Reichweite Innerhalb der Reichweite Anker

5 5 Zellenbasierte Lokalisierung Genauigkeitsüberlegung grobkörnige Lokalisierung Anwendung z.B. bei der Mobilfunkortung Verbesserungsmöglichkeit?

6 6 Zellenbasierte Lokalisierung Signalreichweite Außerhalb der Reichweite Anker Innerhalb der Reichweite von allen drei Ankern Einbeziehung mehrerer Zellen

7 7 Trilateration Anker (x=2, y=1) Anker (x=8, y=2) Anker (x=5, y=4)

8 8 Trilateration Verschiedene Methoden zur Entfernungsabschätzung: Signalstärke Zeit der Ankunft des Signals Zeitunterschied bei der Ankunft

9 9 Trilateration Signalstärke (received signal strength indicator = RSSI)

10 10 Trilateration Verteilung der Entfernungen für eine empfangene Signalstärke von 70

11 11 Trilateration Die Wahrscheinliche Verteilung der Signalstärken inklusive der Entfernungen

12 12 Trilateration RSSI: Vorteile? - keine Uhr notwendig Nachteile? - Signalstärke bei einer bestimmten Entfernung nicht konstant

13 13 Trilateration Zeit der Ankunft des Signals (Time of Arrival = ToA oder Time of flight) Berechnung durch: Anker Signal

14 14 Trilateration Wichtiges Problem dabei - Mehrwegeausbreitung (multipath propagation) Anker Sensorknoten

15 15 Trilateration Verbesserungsmöglichkeit - Rundenzeit (Round Trip Time)

16 16 Trilateration Anker Sensorknoten Verzögerung hin zurück Veranschaulichung der Messung

17 17 Trilateration Zeitunterschied bei der Ankunft (Time Difference of Arrival = TDoA) Radiowellen Ultraschallwellen Anker

18 18 Trilateration Berechnung: TDoA Entfernung Zeit Radiowelle Ultraschall

19 19 Triangulation α β Anker 1 Anker 2 Strecke bekannt Bestimmung der Entfernung über die Winkel

20 20 Szenenanalyse Was ist das? Mögliche Varianten Anwendungsbeispiel

21 21 Szenenanalyse

22 22 Szenenanalyse Anker

23 23 Fazit Positionierung ist sehr wichtig Jedes System hat Vor- und Nachteile Diese müssen abgewogen werden

24 24 Fazit MethodeAufwand/KostenGenauigkeitRechenaufwandZusätzliche Hardware Zellenbasierte Lokalisierung +-+ nein Trilateration: RSSI +-+ nein ToA --+ ja TDoA -++ ja Triangulation -++ ja Szenenanalyse --- ja

25 25 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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